راهنمای انتخاب برای تیتانیوم درجه 2

Gr2 (CP Ti)به دلیل عملکرد متعادل، سازگاری پردازش عالی، و هزینه{{1}اثربخشی، بیشترین استفاده را در زمینه‌های پیشرفته-دارد.

 

 

مقاومت در برابر خوردگی: می تواند یک لایه اکسید تیتانیوم متراکم-خود ترمیم شونده روی سطح ایجاد کند. این مقاومت در برابر خوردگی بهتری دارد و به طور گسترده در مهندسی دریایی (لوله ها، اتصالات) و مهندسی شیمی (لاینرهای راکتور، خطوط لوله انتقال) کاربرد دارد.

 

خواص مکانیکی: استحکام کششی 370-480MPa است. استحکام تسلیم 275 مگاپاسکال و ازدیاد طول 20 تا 25 درصد است. اگرچه استحکام آن کمتر از Gr5 است، اما چقرمگی فوق العاده ای دارد. برای اباتمنت های ایمپلنت دندان پزشکی (حمل نیروی اکلوزال + پردازش پلاستیک) و مبدل های حرارتی (مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس حرارتی) مناسب است.

 

زیست سازگاری و هدایت حرارتی: فاقد عناصر مضر بوده و زیست سازگاری بسیار خوبی دارد و برای ایمپلنت های ارتوپدی و ترمیم دندان مناسب است. با هدایت حرارتی 16.3W/(m·K)، می تواند نیازهای عایق حرارتی هوافضا و سایر زمینه ها را برآورده کند.

 

 

1. فرآیند آهنگری

دمای آهنگری Gr2 800-950 درجه است. برای جلوگیری از درشت شدن دانه نیاز به کنترل دما دارد. آهنگری می‌تواند دانه‌ها را تصفیه کند، چگالی را بهبود بخشد و یکنواختی خواص مکانیکی را افزایش دهد و آن را برای آهنگری‌های پیچیده مانند هسته‌های شیر مناسب می‌کند. پس از آهنگری، بازپخت تنش زدایی با نگه داشتن در دمای 600-700 درجه و سپس خنک کننده هوا برای از بین بردن تنش و بازیابی انعطاف پذیری انجام می شود.

 

2. فرآیند جوشکاری

Gr2 جوش پذیری خوبی دارد و با استفاده از روش هایی مانند TIG و MIG می توان آن را جوش داد. جوشکاری به استفاده از گاز آرگون با خلوص بیشتر یا مساوی 99.99 درصد برای محافظت برای جلوگیری از واکنش تیتانیوم در دماهای بالا برای تشکیل ترکیبات شکننده نیاز دارد. برای کاهش تنش باقیمانده و جلوگیری از ترک خوردگی، بازپخت تنش‌زدایی پس از جوشکاری توصیه می‌شود.

 

3. فرآیندهای برش و شکل دهی

Gr2 سختی برش متوسطی دارد. به دلیل هدایت حرارتی ضعیف آن، ابزار کاربید سیمانی باید همراه با سرعت برش کم، سرعت تغذیه زیاد و مایع خنک کننده کافی انتخاب شود. انعطاف پذیری بالا آن را برای کارهای سرد مانند مهر زنی و خم شدن بدون پیش گرمایش پیچیده مناسب می کند و هزینه ها را کاهش می دهد.

 

نمایشگر Gr1,Gr2,Gr3,Gr4,Gr5,Gr7,میله های تیتانیوم

 

 

Gr5 (Ti{4}}6Al-4V)، به عنوان پرمصرف ترین آلیاژ تیتانیوم، استحکام بسیار بالاتری نسبت به Gr2 دارد و اغلب در زمینه های پیشرفته مانند هوافضا استفاده می شود. با این حال، در بسیاری از سناریوها، مزایای منحصر به فرد Gr2 آن را به انتخاب بهتری تبدیل می کند.

 

مقایسه	Gr2 (CP Ti)	Gr5 (Ti-6Al-4V)
مزیت هزینه	هزینه{0}}اثربخشی بالاتر، هزینه مواد 1/2 ~ 2/3 از Gr5 است که به طور قابل توجهی رقابت پذیری بازار محصول را بهبود می بخشد.	حاوی عناصر آلیاژی آلومینیوم و وانادیوم، فرآیندهای ذوب و فرآوری پیچیده، هزینه 1.5 تا 2 برابر Gr2 است.
مشکل پردازش	استحکام کم و انعطاف پذیری بالا، فرآیندهای ساده برش / جوش / شکل گیری سرد. عمر ابزار طولانی، نرخ ضایعات تولید پایین و از دست دادن پردازش	استحکام و سختی بالا، سایش شدید ابزار در حین برش، کنترل دقیق پارامترهای جوشکاری، پیش گرمایش مورد نیاز برای شکل دهی سرد، چرخه پردازش طولانی و هزینه بالا
مقاومت در برابر خوردگی و زیست سازگاری	1. پایدارتر در محیط هایی مانند اسید سولفوریک رقیق و کلر مرطوب. 2. ترکیب تیتانیوم خالص، زیست سازگاری قابل اعتماد	1. مقاومت در برابر خوردگی خوب، اما عناصر آلیاژی ممکن است مقاومت در برابر خوردگی را در محیط های خاص کاهش دهند. 2. حاوی عنصر وانادیوم است که ممکن است اثرات بالقوه ای بر روی برخی از بدن انسان داشته باشد
عملکرد دمای پایین-	عدم کاهش قابل توجهی در انعطاف پذیری و چقرمگی در دمای نیتروژن مایع (196- درجه)، خواص مکانیکی پایدار	ممکن است در محیط‌های با دمای پایین- شکنندگی افزایش یابد
سناریوهای قابل اجرا	خطوط لوله شیمیایی، دستگاه‌های پزشکی عمرانی، ایمپلنت‌های پزشکی (ایمپلنت‌های دندانی، ایمپلنت‌های ارتوپدی کوچک)، تجهیزات ذخیره‌سازی در دمای پایین-، مهندسی تبرید	قطعات ساختاری صنعتی که به استحکام بالا نیاز دارند، اجزای هوافضا، قطعات مکانیکی سنگین-و غیره.

 

 

کورکورانه به دنبال قدرت بالا: در سناریوهایی که به استحکام بسیار بالا نیاز ندارند (مانند ظروف شیمیایی و فرآوری مواد غذایی1.تجهیزات)، استحکام Gr2 کافی است. انتخاب درجه‌های{3} استحکام بالا مانند Gr5 هزینه‌ها را افزایش می‌دهد، مشکل پردازش را افزایش می‌دهد و باعث اتلاف می‌شود.

 

2. نادیده گرفتن تطابق بین پردازش و مواد: Gr5 عملکرد سرد شکل دهی ضعیفی دارد و انتخاب آن برای مهر زنی پیچیده و قطعات جوشی مستعد ترک خوردن است. Gr2 دارای پلاستیسیته خوبی است، برای فرآیندهای مختلف پردازش سرد و جوشکاری مناسب است و برای نیازهای پردازش پیچیده مناسب تر است.

 

3-تشخیصGr2 به عنوان "همه{1}"در مقاومت در برابر خوردگی: Gr2 فقط برای محیط های خورنده معمولی مناسب است و نمی تواند در سناریوهای بسیار خورنده مانند اسید نیتریک غلیظ و اسید هیدروفلوئوریک استفاده شود. برای محیط‌های خشن، درجه‌های خاص مقاوم در برابر خوردگی- مانند Gr7 و Gr12 باید انتخاب شوند.

 

4. نادیده گرفتن تعادل بین هزینه و عملکرد: برای هزینه، Gr5 بسیار بالاتر از Gr2 است. انتخاب باید بین الزامات و هزینه{2}}اثربخشی تعادل ایجاد کند. در سناریوهایی مانند دستگاه‌های پزشکی عمرانی، مزایای عملکرد و هزینه Gr2 برای برآورده کردن نیازها کافی است و نیازی به انتخاب درجه‌های{5} با قیمت بالا نیست.